Biologie
Hoofdstuk 6 – Mens en milieu
§6.1 – KRINGLOPEN
Natuurlijke kringlopen wordt verstoort door vervuiling, uitputting en aantasting:
• Door stoffen die mensen aan het milieu toevoegen -> vervuiling.
• Ook onttrekken mensen stoffen (water, hout en grondstoffen) uit het milieu -> uitputting.
• Als mensen het milieu erg aanpassen -> aantasting.
Koolstofkringloop: schematisch weergegeven in BINAS TABEL 93F.
In organismen komt koolstof voor in alle moleculen van organische stoffen. In de levenloze natuur komt
koolstof voor in bijvoorbeeld rotsen en aardolie.
• Foto-autotrofe soorten gebruiken CO2 uit de lucht om doormiddel van fotosynthese glucose te vormen=
koolstofassimilatie (opbouwen van stoffen).
○ Een deel van deze geproduceerde glucose wordt gebruikt voor dissimilatie (afbreken van stoffen) hierbij
wordt een deel van het glucose afgebroken tot CO 2, water en energie. Water en CO2 wordt weer in de
lucht afgegeven terwijl de energie door het organisme voor verschillende processen wordt gebruikt.
○ Het andere deel wordt omgezet in organische stoffen waaruit autotrofe (organismen die zelf hun
voedingsstoffen maken) soorten bestaan (eiwitten, zetmeel cellulose en vetten)= voortgezette
assimilatie (eenvoudige stoffen -> complexere organische stoffen).
• Als een heterotroof organisme (organisme dat niet zijn eigen voedingsstoffen kan maken) een autotroof
individu eet krijgt het heterotrofe organisme de organische stoffen binnen.
○ Na vertering en opname in het bloed wordt een deel van de organische stoffen gebruikt om energie te
leveren (dissimilatie) en hier komt CO2 bij vrij.
○ Een ander deel van de organische stoffen wordt door voortgezette assimilatie omgezet in dierlijke
organische stoffen. En een deel van de organische stoffen wordt niet verteerd, maar uitgescheiden.
• Als het dier op zijn beurt wordt gegeten door een ander dier, komt de koolstof van het ene individu
terecht in het andere individu. Al dit afval (dode resten van organismen) door reducenten (schimmels en
bacteriën) afgebroken wordt tot anorganische stoffen (dissimilatie). Voor dit afbreken hebben ze
zuurstof nodig en er komt hier ook weer CO2 bij vrij. Autotrofe kunnen dit weer opnemen.
Kortlopende koolstofkringloop: hierboven beschreven loop van opnemen van koolstof (paar honderd jaar).
Langdurige koolstofkringloop: koolstof opgeslagen in gesteenten en fossiele brandstoffen. Door het
verbranden van fossiele brandstoffen of het langzaam afbreken en oplossen van krijtrotsen in de zee komt
langdurig opgeslagen koolstof weer in de kringloop.
• Gesteenten (krijtrotsen): ontstaan uit kleine kalkskeletjes van algen en kleine zeedieren.
• Fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie en aardgas): ontstaan doordat organische stoffen werden
gedeeltelijk door anaerobe bacteriën afgebroken.
Stikstofkringloop: schematisch weergegeven in BINAS TABEL 93G.
Meeste organismen zijn niet in staat om stikstof uit de lucht te gebruiken. Planten kunnen het wel opnemen uit
de bodem, vooral in de vorm van nitraationen.
• Ze gebruiken stikstof om organische stoffen te vormen (aminozuren & eiwitten): stikstofassimilatie.
• Als een dier een plant eet, breekt het de plantaardige eiwitten af tot aminozuren. Uit die aminozuren
bouwt het dier eiwitten (voor spieren/organen). Een deel van die eiwitten wordt afgebroken.
Daarbij ontstaat ammoniak (NH₃):
dit uit via urine.
, ○ Waterdieren scheiden ammoniak direct uit in het water.
○ Landdieren zetten ammoniak eerst om in ureum (zoals mensen) of urinezuur (zoals vogels), en scheiden
• De eiwitten in detritus en de afbraakproducten van eiwitten in urine worden opgenomen door
rottingsbacteriën en urobacteriën. Bij dissimilatie van deze stoffen ontstaat ammoniak= ammonificatie.
○ Deel verdwijnt als ammoniakgas in de lucht (ook bij dood van dieren).
○ Het grootste deel wordt in het (bodem)water omgezet in ammoniumionen (NH4+). Planten nemen klein
deel van ammoniumionen op.
• Het meeste ammoniumionen worden eerst door nitrietbacterïën omgezet in nitrietionen (NO 2-) ->
nitrietionen worden door nitraatbacteriën omgezet (met behulp van zuurstof) in nitraationen (NO 3-) ->
planten kunnen deze nitraationen weer opnemen= nitrificatie.
○ Nitriet- en nitraatbacteriën= nitrificerende bacteriën.
• In zuurstofarme bodem zijn denitrificerende bacteriën actief. Ze gebruiken nitraationen inplaats van
zuurstof bij de afbraak van organische stoffen. Ze zetten nitraationen uit de bodem om in gasvormige
stikstof (verdwijnt in de lucht) en zuurstof (wordt door wortels opgenomen)= denitrificatie.
De bodem wordt hierdoor stikstofarm -> hierdoor worden sommige planten niet weggeconcurreerd.
Stikstofbinding:
• In de bodem zitten bacteriën die stikstof uit de lucht gebruiken voor stofwisseling. Deze bacteriën
bezitten het enzym nitrogenase, dat stikstofmoleculen (N2) kan splitsen in twee stikstofatomen (N). Deze
stikstofatomen binden aan waterstofatomen (H), waardoor ammoniak (NH3) en ammoniumionen (NH4+)
ontstaan= stikstofbinding/stikstoffixatie (anaerobe omstandigheden). Ze produceren een overschot aan
ammoniumionen en dit kan na nitrificatie worden gebruikt voor opbouw van aminozuren door planten.
• Bacteriën die in zuurstofrijke omgeving stikstof kunnen binden= cyanobacteriën. Ze maken dan speciale
celkamers (heterocysten) zonder zuurstof, waar stikstofbinding kan plaatsvinden.
• Knolletjesbacteriën zijn stikstofbindende bacteriën van het geslacht Rhizobium. Ze komen vooral voor in
wortelknolletjes van vlinderbloemige planten (erwten, bonen, klaver, luzerne en lupine).
Ze krijgen van de planten organische stoffen (glucose) voor hun stofwisseling en ze geven de planten
ammoniumionen/aminozuren. Door knolletjesbacteriën kunnen planten groeien op stikstofarme grond.
• Bij onweer reageert gasvormig stikstof met ozon (O3), ontstaat nitraat = fotochemische stikstofbinding.
• De industrie en verkeer veroorzaken een hoge afgifte van stikstofoxiden (NOx) aan de lucht, want
stikstof reageert bij hoge temperaturen met zuurstof.
Andere kringlopen:
De kringlopen van andere voedingsstoffen (fosfor, zwavel, kalium of ijzer) verlopen net als de stikstofkringloop.
Eerst als mineralen in de bodem -> planten nemen mineralen op via wortels -> worden organische stoffen in de
plant zoals eiwitten/vitamines = assimilatie (de stof wordt onderdeel van levend organisme).
§6.2 – VOEDSELPRODUCTIE
Focus Nederland: zoveel mogelijk voedsel produceren tegen zo laag mogelijke kosten => bodem raakt uitgeput,
biodiversiteit neemt af en onze leefomgeving verslechtert.
Manieren om voedselproductie te verhogen:
• bemesting
• bescherming van landbouwgewassen en landbouwhuisdieren tegen ziekten en plagen
• aanpassing erfelijke eigenschappen van landbouwgewassen en landbouwhuisdieren
Planten nemen water en voedingszouten (anorganische stoffen) op uit de bodem. Deze voedingszouten
verdwijnen uit de kringloop van stoffen: door de oogst van voedingsgewassen en uitspoeling (zakken met
regenwater naar diepe lagen). Door kunst- en drijfmest komen deze voedingszouten weer op de bovenste laag.
Planten nemen de anorganische stoffen op en worden gebruikt bij assimilatie (maken van organische stoffen).
Hoofdstuk 6 – Mens en milieu
§6.1 – KRINGLOPEN
Natuurlijke kringlopen wordt verstoort door vervuiling, uitputting en aantasting:
• Door stoffen die mensen aan het milieu toevoegen -> vervuiling.
• Ook onttrekken mensen stoffen (water, hout en grondstoffen) uit het milieu -> uitputting.
• Als mensen het milieu erg aanpassen -> aantasting.
Koolstofkringloop: schematisch weergegeven in BINAS TABEL 93F.
In organismen komt koolstof voor in alle moleculen van organische stoffen. In de levenloze natuur komt
koolstof voor in bijvoorbeeld rotsen en aardolie.
• Foto-autotrofe soorten gebruiken CO2 uit de lucht om doormiddel van fotosynthese glucose te vormen=
koolstofassimilatie (opbouwen van stoffen).
○ Een deel van deze geproduceerde glucose wordt gebruikt voor dissimilatie (afbreken van stoffen) hierbij
wordt een deel van het glucose afgebroken tot CO 2, water en energie. Water en CO2 wordt weer in de
lucht afgegeven terwijl de energie door het organisme voor verschillende processen wordt gebruikt.
○ Het andere deel wordt omgezet in organische stoffen waaruit autotrofe (organismen die zelf hun
voedingsstoffen maken) soorten bestaan (eiwitten, zetmeel cellulose en vetten)= voortgezette
assimilatie (eenvoudige stoffen -> complexere organische stoffen).
• Als een heterotroof organisme (organisme dat niet zijn eigen voedingsstoffen kan maken) een autotroof
individu eet krijgt het heterotrofe organisme de organische stoffen binnen.
○ Na vertering en opname in het bloed wordt een deel van de organische stoffen gebruikt om energie te
leveren (dissimilatie) en hier komt CO2 bij vrij.
○ Een ander deel van de organische stoffen wordt door voortgezette assimilatie omgezet in dierlijke
organische stoffen. En een deel van de organische stoffen wordt niet verteerd, maar uitgescheiden.
• Als het dier op zijn beurt wordt gegeten door een ander dier, komt de koolstof van het ene individu
terecht in het andere individu. Al dit afval (dode resten van organismen) door reducenten (schimmels en
bacteriën) afgebroken wordt tot anorganische stoffen (dissimilatie). Voor dit afbreken hebben ze
zuurstof nodig en er komt hier ook weer CO2 bij vrij. Autotrofe kunnen dit weer opnemen.
Kortlopende koolstofkringloop: hierboven beschreven loop van opnemen van koolstof (paar honderd jaar).
Langdurige koolstofkringloop: koolstof opgeslagen in gesteenten en fossiele brandstoffen. Door het
verbranden van fossiele brandstoffen of het langzaam afbreken en oplossen van krijtrotsen in de zee komt
langdurig opgeslagen koolstof weer in de kringloop.
• Gesteenten (krijtrotsen): ontstaan uit kleine kalkskeletjes van algen en kleine zeedieren.
• Fossiele brandstoffen (steenkool, aardolie en aardgas): ontstaan doordat organische stoffen werden
gedeeltelijk door anaerobe bacteriën afgebroken.
Stikstofkringloop: schematisch weergegeven in BINAS TABEL 93G.
Meeste organismen zijn niet in staat om stikstof uit de lucht te gebruiken. Planten kunnen het wel opnemen uit
de bodem, vooral in de vorm van nitraationen.
• Ze gebruiken stikstof om organische stoffen te vormen (aminozuren & eiwitten): stikstofassimilatie.
• Als een dier een plant eet, breekt het de plantaardige eiwitten af tot aminozuren. Uit die aminozuren
bouwt het dier eiwitten (voor spieren/organen). Een deel van die eiwitten wordt afgebroken.
Daarbij ontstaat ammoniak (NH₃):
dit uit via urine.
, ○ Waterdieren scheiden ammoniak direct uit in het water.
○ Landdieren zetten ammoniak eerst om in ureum (zoals mensen) of urinezuur (zoals vogels), en scheiden
• De eiwitten in detritus en de afbraakproducten van eiwitten in urine worden opgenomen door
rottingsbacteriën en urobacteriën. Bij dissimilatie van deze stoffen ontstaat ammoniak= ammonificatie.
○ Deel verdwijnt als ammoniakgas in de lucht (ook bij dood van dieren).
○ Het grootste deel wordt in het (bodem)water omgezet in ammoniumionen (NH4+). Planten nemen klein
deel van ammoniumionen op.
• Het meeste ammoniumionen worden eerst door nitrietbacterïën omgezet in nitrietionen (NO 2-) ->
nitrietionen worden door nitraatbacteriën omgezet (met behulp van zuurstof) in nitraationen (NO 3-) ->
planten kunnen deze nitraationen weer opnemen= nitrificatie.
○ Nitriet- en nitraatbacteriën= nitrificerende bacteriën.
• In zuurstofarme bodem zijn denitrificerende bacteriën actief. Ze gebruiken nitraationen inplaats van
zuurstof bij de afbraak van organische stoffen. Ze zetten nitraationen uit de bodem om in gasvormige
stikstof (verdwijnt in de lucht) en zuurstof (wordt door wortels opgenomen)= denitrificatie.
De bodem wordt hierdoor stikstofarm -> hierdoor worden sommige planten niet weggeconcurreerd.
Stikstofbinding:
• In de bodem zitten bacteriën die stikstof uit de lucht gebruiken voor stofwisseling. Deze bacteriën
bezitten het enzym nitrogenase, dat stikstofmoleculen (N2) kan splitsen in twee stikstofatomen (N). Deze
stikstofatomen binden aan waterstofatomen (H), waardoor ammoniak (NH3) en ammoniumionen (NH4+)
ontstaan= stikstofbinding/stikstoffixatie (anaerobe omstandigheden). Ze produceren een overschot aan
ammoniumionen en dit kan na nitrificatie worden gebruikt voor opbouw van aminozuren door planten.
• Bacteriën die in zuurstofrijke omgeving stikstof kunnen binden= cyanobacteriën. Ze maken dan speciale
celkamers (heterocysten) zonder zuurstof, waar stikstofbinding kan plaatsvinden.
• Knolletjesbacteriën zijn stikstofbindende bacteriën van het geslacht Rhizobium. Ze komen vooral voor in
wortelknolletjes van vlinderbloemige planten (erwten, bonen, klaver, luzerne en lupine).
Ze krijgen van de planten organische stoffen (glucose) voor hun stofwisseling en ze geven de planten
ammoniumionen/aminozuren. Door knolletjesbacteriën kunnen planten groeien op stikstofarme grond.
• Bij onweer reageert gasvormig stikstof met ozon (O3), ontstaat nitraat = fotochemische stikstofbinding.
• De industrie en verkeer veroorzaken een hoge afgifte van stikstofoxiden (NOx) aan de lucht, want
stikstof reageert bij hoge temperaturen met zuurstof.
Andere kringlopen:
De kringlopen van andere voedingsstoffen (fosfor, zwavel, kalium of ijzer) verlopen net als de stikstofkringloop.
Eerst als mineralen in de bodem -> planten nemen mineralen op via wortels -> worden organische stoffen in de
plant zoals eiwitten/vitamines = assimilatie (de stof wordt onderdeel van levend organisme).
§6.2 – VOEDSELPRODUCTIE
Focus Nederland: zoveel mogelijk voedsel produceren tegen zo laag mogelijke kosten => bodem raakt uitgeput,
biodiversiteit neemt af en onze leefomgeving verslechtert.
Manieren om voedselproductie te verhogen:
• bemesting
• bescherming van landbouwgewassen en landbouwhuisdieren tegen ziekten en plagen
• aanpassing erfelijke eigenschappen van landbouwgewassen en landbouwhuisdieren
Planten nemen water en voedingszouten (anorganische stoffen) op uit de bodem. Deze voedingszouten
verdwijnen uit de kringloop van stoffen: door de oogst van voedingsgewassen en uitspoeling (zakken met
regenwater naar diepe lagen). Door kunst- en drijfmest komen deze voedingszouten weer op de bovenste laag.
Planten nemen de anorganische stoffen op en worden gebruikt bij assimilatie (maken van organische stoffen).
